本发明涉及材料领域，特别涉及一种耐水耐磨木塑复合材料及其制备方法。
背景技术：
：木塑复合材料（Wood-PlasticComposites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。我国木材综合利用水平与发达国家相比,差距还很大。原木制材加工中所产生的端材、边材、木屑、刨花等约占原木的25%~30%，仅木屑一种每年就200万吨左右,至今只有一小部分得到利用,大部分被丢弃,造成一定程度的环境污染。据我国轻工部门预计,到2000年全国塑料制品最低需求量在800万吨以上。随着我国塑料工业的不断发展,废旧塑料制品将越来越多。我国对废旧塑料的回收率目前只有15%左右。因而有大量的废旧塑料制品成为垃圾。由于塑料中含有一些毒性物质,因此人们迫切希望采取有效措施,治理塑料垃圾泛滥造成的环境污染。由此可见,研究和开发木塑复合材料的生产和应用,不仅将为国民经济建设增添一种价廉而有广泛应用前景的新材料,而且能为治理废旧塑料制品的为害和提高木材的综合利用率开辟一条新途径反过来,大量的木屑和废旧塑料又为生产木塑复合材料提供充足的原料来源,其重要意义是不言而喻的。所以现在研制出一款耐水耐磨、性能稳定的木塑复合材料显得尤为重要。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种耐水耐磨木塑复合材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的耐水耐磨木塑复合材料，其性质稳定、强度大，具有耐水耐磨性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐水耐磨木塑复合材料，由下列重量份的原料制成：木粉10-15份、甘蔗秸秆5-13份、大豆秸秆3-8份、棉花秸秆2-6份、陶瓷粉3-8份、聚碳酸酯12-20份、聚砜5-10份、酚醛基炭纤维5-11份、琥珀酸酯5-9份、对苯二甲酰胺3-7份、氯乙酸2-5份、环烷酸钴3-6份、二丁基萘磺酸钠1-4份、偏磷酸三钙3-7份、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐4-8份、偶联剂1-4份、抗氧化剂1-3份、固化剂2-5份。优选地，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。优选地，所述抗氧化剂选自2，6-二叔丁基对甲酚、三(壬基代苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯中的一种或几种。优选的，所述固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷中的一种或几种。所述的耐水耐磨木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯,搅拌混合，搅拌转速为500-750转/分钟，搅拌时间为50-90分钟,然后加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、偶联剂，搅拌25分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、抗氧化剂、固化剂，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为620-760℃，设置炉内压强为4MPa；（5）将步骤（4）的反应物在惰性气体环境中冷却至180-200℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为500-800转/分钟，螺杆温度为200-220℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为500-800转/分钟，螺杆温度为220-260℃。优选的，所述步骤（5）中的惰性气体为二氧化碳。本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明的耐水耐磨木塑复合材料以木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉、聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯为主要成分，通过加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、抗氧化剂、固化剂、偶联剂，辅以机械粉碎、搅拌混合、高温密炼、挤出造粒、冷却塑形等工艺，使得制备而成的耐水耐磨木塑复合材料，其性质稳定、强度大，具有耐水耐磨性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。（2）本发明的耐水耐磨木塑复合材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1（1）按照重量份称取木粉10份、甘蔗秸秆5份、大豆秸秆3份、棉花秸秆2份、陶瓷粉3份、聚碳酸酯12份、聚砜5份、酚醛基炭纤维5份、琥珀酸酯5份、对苯二甲酰胺3份、氯乙酸2份、环烷酸钴3份、二丁基萘磺酸钠1份、偏磷酸三钙3份、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐4份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、2，6-二叔丁基对甲酚1份、乙二胺2份；（2）将木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯,搅拌混合，搅拌转速为500转/分钟，搅拌时间为50分钟,然后加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌25分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、2，6-二叔丁基对甲酚、乙二胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为620℃，设置炉内压强为4MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至180℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为200℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为220℃。制得的耐水耐磨木塑复合材料测试结果如表1所示。实施例2（1）按照重量份称取木粉12份、甘蔗秸秆7份、大豆秸秆4份、棉花秸秆3份、陶瓷粉4份、聚碳酸酯15份、聚砜7份、酚醛基炭纤维8份、琥珀酸酯6份、对苯二甲酰胺4份、氯乙酸3份、环烷酸钴4份、二丁基萘磺酸钠2份、偏磷酸三钙4份、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐5份、3-氨丙基三甲氧基硅烷2份、三(壬基代苯基)亚磷酸酯1份、二乙烯三胺3份；（2）将木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯,搅拌混合，搅拌转速为600转/分钟，搅拌时间为60分钟,然后加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、3-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌25分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、三(壬基代苯基)亚磷酸酯、二乙烯三胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为650℃，设置炉内压强为4MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至185℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为600转/分钟，螺杆温度为205℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为600转/分钟，螺杆温度为230℃。制得的耐水耐磨木塑复合材料测试结果如表1所示。实施例3（1）按照重量份称取木粉14份、甘蔗秸秆9份、大豆秸秆7份、棉花秸秆5份、陶瓷粉7份、聚碳酸酯17份、聚砜9份、酚醛基炭纤维10份、琥珀酸酯8份、对苯二甲酰胺6份、氯乙酸4份、环烷酸钴5份、二丁基萘磺酸钠3份、偏磷酸三钙6份、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐7份、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷3份、硫代二丙酸二月桂酸酯2份、间苯二胺4份；（2）将木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯,搅拌混合，搅拌转速为700转/分钟，搅拌时间为70分钟,然后加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌25分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、硫代二丙酸二月桂酸酯、间苯二胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为700℃，设置炉内压强为4MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至195℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为700转/分钟，螺杆温度为215℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为700转/分钟，螺杆温度为240℃。制得的耐水耐磨木塑复合材料测试结果如表1所示。实施例4（1）按照重量份称取木粉15份、甘蔗秸秆13份、大豆秸秆8份、棉花秸秆6份、陶瓷粉8份、聚碳酸酯20份、聚砜10份、酚醛基炭纤维11份、琥珀酸酯9份、对苯二甲酰胺7份、氯乙酸5份、环烷酸钴6份、二丁基萘磺酸钠4份、偏磷酸三钙7份、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐8份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）将木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯,搅拌混合，搅拌转速为750转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三甲氧基硅烷，搅拌25分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯、二氨基二苯基甲烷，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为760℃，设置炉内压强为4MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至200℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为800转/分钟，螺杆温度为220℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为800转/分钟，螺杆温度为260℃。制得的耐水耐磨木塑复合材料测试结果如表1所示。对比例1（1）按照重量份称取木粉10份、甘蔗秸秆5份、大豆秸秆3份、棉花秸秆2份、陶瓷粉3份、聚碳酸酯12份、聚砜5份、酚醛基炭纤维5份、琥珀酸酯5份、对苯二甲酰胺3份、氯乙酸2份、环烷酸钴3份、二丁基萘磺酸钠1份、偏磷酸三钙3份、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐4份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、2，6-二叔丁基对甲酚1份、乙二胺2份；（2）将木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯,搅拌混合，搅拌转速为500转/分钟，搅拌时间为50分钟,然后加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三乙氧基硅烷，搅拌25分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、2，6-二叔丁基对甲酚、乙二胺，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为620℃，设置炉内压强为4MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至180℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为200℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为220℃。制得的耐水耐磨木塑复合材料测试结果如表1所示。对比例2（1）按照重量份称取木粉15份、甘蔗秸秆13份、大豆秸秆8份、棉花秸秆6份、陶瓷粉8份、聚碳酸酯20份、聚砜10份、酚醛基炭纤维11份、琥珀酸酯9份、对苯二甲酰胺7份、氯乙酸5份、环烷酸钴6份、二丁基萘磺酸钠4份、偏磷酸三钙7份、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐8份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯3份、二氨基二苯基甲烷5份；（2）将木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉加入粉碎机中，进行机械粉碎，粉碎功率为7.5KW，粉碎时间为20分钟；（3）将步骤（2）的粉碎物注入搅拌机中，然后再依次加入聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯,搅拌混合，搅拌转速为750转/分钟，搅拌时间为90分钟,然后加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、乙烯基三甲氧基硅烷，搅拌25分钟；（4）将步骤（3）中的搅拌混合物注入密炼机中，然后依次加入环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯、二氨基二苯基甲烷，充分搅拌后，高温反应45分钟，温度为760℃，设置炉内压强为4MPa；（5）将步骤（4）的反应物在二氧化碳环境中冷却至200℃，得到材料前体；（6）将步骤（5）的材料前体加入平行双螺杆挤出机初步造粒，螺杆转速为800转/分钟，螺杆温度为220℃，初步造粒冷却至45℃时放出；（7）将步骤（6）的初步造粒注入锥形螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为800转/分钟，螺杆温度为260℃。制得的耐水耐磨木塑复合材料测试结果如表1所示。将实施例1-4和对比例1-2的制得的耐水耐磨木塑复合材料分别进行拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、吸水率（24小时水中）、表面磨粗后吸水性（24小时水中）这几项性能测试。表1 拉伸强度（MPa）断裂伸长率（%）弯曲强度（MPa）吸水率（24小时水中，%）表面磨粗后吸水性(24小时水中，%﹞实施例1363.216.40.30.4实施例2373.316.90.20.3实施例3383.117.30.30.4实施例4363.417.10.20.3对比例1158.36.31.11.9对比例2197.68.51.42.2本发明的耐水耐磨木塑复合材料以木粉、甘蔗秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆、陶瓷粉、聚碳酸酯、聚砜、酚醛基炭纤维、琥珀酸酯为主要成分，通过加入对苯二甲酰胺、氯乙酸、环烷酸钴、二丁基萘磺酸钠、偏磷酸三钙、三羟甲基氨基甲烷乙酸盐、抗氧化剂、固化剂、偶联剂，辅以机械粉碎、搅拌混合、高温密炼、挤出造粒、冷却塑形等工艺，使得制备而成的耐水耐磨木塑复合材料，其性质稳定、强度大，具有耐水耐磨性能，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的耐水耐磨木塑复合材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3